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为探究肺炎链球菌（S. pneumoniae）毒力调控机制，研究人员聚焦全球转录调节因子 MgaSpn，发现其通过结合 pcpA 启动子两特定位点负调控 PcpA 表达，且铁浓度可通过 MgaSpn 影响 PcpA，为揭示致病机制提供新方向。
肺炎链球菌作为社区获得性肺炎的主要病原体，也是 5 岁以下儿童死亡的重要元凶。全球每年约 80 万儿童死于肺炎球菌疾病，超过 90% 发生在发展中国家，这些地区很少有儿童能获得基于血清型的救命疫苗。这种细菌通常无症状地定植在人类鼻咽黏膜，但在特定选择压力下，某些细菌毒力基因的表达会上调或下调，增强致病潜力，导致严重的侵袭性疾病，如侵袭性肺炎甚至败血症。然而，环境变化（如金属离子稳态、宿主免疫反应和黏膜微生物群相互作用）引起侵袭性致病的机制尚未完全阐明。因此，进一步研究肺炎链球菌的致病机制对指导防治方案至关重要。
重庆医科大学附属儿童医院的研究人员开展了相关研究，旨在探究全球转录调节因子 MgaSpn 在肺炎链球菌毒力调控中的作用及机制。研究发现，MgaSpn 通过调控 PcpA（肺炎链球菌胆碱结合蛋白 A）影响细菌的黏附、侵袭及致病性，且铁浓度可通过 MgaSpn 调节 PcpA 表达。该研究成果发表在《BMC Microbiology》，为深入理解肺炎链球菌的致病机制提供了新视角。
研究中用到的主要关键技术方法包括：定量实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）检测基因表达水平；电泳迁移率变动分析（EMSA）和 DNA 酶 I 足迹分析（DNase I footprinting assay）验证蛋白与 DNA 的结合；Western blot 分析蛋白表达及铁浓度的影响；黏附与侵袭实验检测细菌对 A549 细胞的作用；动物实验（小鼠鼻内感染模型）评估细菌在体内的定植和致病能力；转录组测序筛选差异表达基因。
MgaSpn 负调控 PcpA 表达
通过转录组测序对比 mgaSpn 缺陷株 JH1101 和野生型 JH1900，发现 pcpA 等毒力基因在缺陷株中显著上调。qRT-PCR 和 Western blot 证实，mgaSpn 缺陷株中 pcpA mRNA 和 PcpA 蛋白水平升高，过表达株中则降低。 Luciferase 报告基因实验显示，mgaSpn 缺陷株的 pcpA 启动子活性显著增强，表明 MgaSpn 直接负调控 pcpA 表达。
MgaSpn 直接结合 pcpA 启动子
EMSA 显示，MgaSpn 蛋白与 pcpA 启动子（PpcpA）存在浓度依赖性结合，未标记探针可竞争结合。DNase I 足迹分析确定了 MgaSpn 在 PpcpA上的两个特异性结合位点（35 bp 和 23 bp 区域）。对这两个结合位点进行突变后，EMSA 显示 MgaSpn 与突变探针的结合活性减弱，且突变株对 A549 细胞的黏附与侵袭能力增强，证实这两个位点是 MgaSpn 转录调控的功能位点。
MgaSpn 通过调控 PcpA 影响细菌黏附与致病性
构建 pcpA 和 mgaSpn 双缺失株 JH9709，黏附与侵袭实验表明，mgaSpn 缺陷株 JH1102 的黏附与侵袭能力强于野生型，而 pcpA 缺陷株 JH9708 和双缺失株 JH9709 的能力显著降低，提示 MgaSpn 通过下调 PcpA 影响细菌黏附能力。动物实验显示，JH1102 感染组小鼠肺组织中的细菌载量高于 JH9709 组，H&E 染色显示 JH1102 组炎症细胞浸润和病理损伤更严重，表明 MgaSpn 通过调控 PcpA 影响肺炎链球菌的肺感染。
铁浓度通过 MgaSpn 调节 PcpA 表达
在不同环境条件下（温度、CO2、pH、葡萄糖浓度），PcpA 表达无显著变化，但铁浓度与 PcpA 表达呈负相关。在野生型 JH0002 中，随着铁浓度增加，PcpA 表达降低，而 mgaSpn 缺陷株 JH1102 中 PcpA 表达不受铁浓度影响，表明铁浓度通过 MgaSpn 调节 PcpA 表达。
研究结论表明，MgaSpn 作为全球转录调节因子，通过直接结合 pcpA 启动子的两个特异性位点负调控 PcpA 表达，从而影响肺炎链球菌的黏附、侵袭及致病性，且铁浓度可通过 MgaSpn 介导这一调控过程。该研究首次揭示了 MgaSpn 与 PcpA 的相互作用在肺炎链球菌定植和侵袭性感染中的必要性，为理解肺炎链球菌的毒力调控网络和致病机制提供了新依据，也为开发针对肺炎链球菌感染的防治策略（如靶向 MgaSpn 或 PcpA 的药物设计）提供了潜在靶点。此外，研究还提示 MgaSpn 可能作为环境信号（如铁浓度）的传感器，整合多种金属信号调控细菌致病性，为深入研究细菌 - 宿主相互作用及环境适应机制奠定了基础。
